朱艷平　張安民　丁平芳　趙梅

（徐工鏟運(yùn)事業(yè)部技術(shù)中心）

1.故障現(xiàn)象

裝載機(jī)通常采用循環(huán)作業(yè)方式，其動(dòng)臂升、降時(shí)間是作業(yè)循環(huán)的重要參數(shù)。合理縮短動(dòng)臂升、降時(shí)間，可有效提高裝載機(jī)的作業(yè)效率、加快施工作業(yè)進(jìn)度。我公司試制1臺(tái)某型裝載機(jī)，在完成組裝后的測(cè)試過(guò)程中，出現(xiàn)了動(dòng)臂下降緩慢的故障。該裝載機(jī)設(shè)計(jì)要求動(dòng)臂下降時(shí)間為3.5s，而實(shí)際測(cè)量值為5s。

2.工作原理

該型裝載機(jī)動(dòng)臂液壓回路由工作泵、換向閥、動(dòng)臂缸等組成，其工作原理如圖1所示。

現(xiàn)以動(dòng)臂下降過(guò)程為例，說(shuō)明動(dòng)臂液壓回路工作原理。操縱先導(dǎo)手柄，將換向閥閥芯移動(dòng)到動(dòng)臂下降位置。此時(shí)工作泵出油口P輸出的壓力油流經(jīng)換向閥進(jìn)油口P1、換向閥內(nèi)部通道、換向閥油口A2、動(dòng)臂缸有桿腔油口A3進(jìn)入其有桿腔，推動(dòng)活塞桿從有桿腔向無(wú)桿腔移動(dòng)。動(dòng)臂缸無(wú)桿腔中流出的液壓油經(jīng)無(wú)桿腔油口B3、換向閥油口B2、換向閥內(nèi)部通道、換向閥油口MT流回液壓油箱。

3.查找故障原因

根據(jù)該裝載機(jī)故障現(xiàn)象和動(dòng)臂液壓系統(tǒng)工作原理，我們懷疑其動(dòng)臂液壓系統(tǒng)回油背壓有問(wèn)題。為此我們?cè)谠撗b載機(jī)空載狀態(tài)下，對(duì)其動(dòng)臂液壓系統(tǒng)壓力進(jìn)行了全面測(cè)試。該測(cè)試的操作循環(huán)如下:發(fā)動(dòng)機(jī)大油門時(shí)舉升動(dòng)臂到動(dòng)臂缸行程終點(diǎn)→動(dòng)臂缸憋壓→發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)換向閥閥芯處于浮動(dòng)狀態(tài)→動(dòng)臂下降。測(cè)試動(dòng)臂液壓系統(tǒng)各油口壓力，測(cè)得的壓力曲線如圖2所示。

圖2中曲線1為工作泵出口P油壓變化曲線，曲線2為換向閥B2口油壓變化曲線，曲線3為動(dòng)臂缸B3口油壓變化曲線，曲線4為換向閥MT口油壓變化曲線。

取動(dòng)臂下降狀態(tài)時(shí)各油口壓力的平均值，計(jì)算壓力損失:動(dòng)臂缸B3口壓力為3.5MPa，換向閥B2口壓力為2.5MPa，動(dòng)臂缸B3口到換向閥B2口的壓力損失為1.0MPa;換向閥MT口的壓力為0.7MPa，換向閥B2口至換向閥MT口的壓力損失為1.8MPa;換向閥T口壓力為0MPa，換向閥MT口到T口壓力損失為0.7MPa。通過(guò)測(cè)試和計(jì)算可知，動(dòng)臂液壓系統(tǒng)各部分的壓力損失均偏大，由此造成動(dòng)臂液壓系統(tǒng)回油背壓偏大。

4.改進(jìn)過(guò)程

(1)次改進(jìn)

為了減小動(dòng)臂液壓系統(tǒng)壓力損失及回油背壓，我們采取了以下2項(xiàng)改進(jìn)措施:

一是將動(dòng)臂缸B3油口到換向閥B2油口之間的管路直徑由19mm加大到25mm。經(jīng)再次測(cè)試，此處管路的壓力損失由1.0MPa減小到0.5MPa。

二是改進(jìn)換向閥閥芯結(jié)構(gòu)，增大換向閥回油通路，以期減少換向閥B2油口至MT油口的壓力損失。改進(jìn)前、后換向閥閥芯結(jié)構(gòu)如圖3所示。

由于受換向閥結(jié)構(gòu)尺寸的限制，改進(jìn)后測(cè)試動(dòng)臂下降時(shí)間為4.6s，仍未達(dá)到設(shè)計(jì)要求值。

(2)第二次改進(jìn)

由于換向閥回油通路已無(wú)增大空間，我們采取了外加浮動(dòng)下降閥的方案，其結(jié)構(gòu)及原理如圖4所示。

當(dāng)操縱動(dòng)臂下降時(shí)，換向閥的先導(dǎo)油同時(shí)流向浮動(dòng)下降閥的控制口，推動(dòng)浮動(dòng)下降閥閥芯換向，動(dòng)臂缸無(wú)桿腔B3油口及其有桿腔A3油口同時(shí)通過(guò)T口流回液壓油箱，起到增大換向閥回油通徑的作用，從而減小了回油背壓并縮短了動(dòng)臂下降時(shí)間。將改進(jìn)后的換向閥安裝在該裝載機(jī)上后測(cè)試，其動(dòng)臂下降時(shí)間滿足了3.5s的設(shè)計(jì)要求。

來(lái)源：《工程機(jī)械與維修》2018年第3期